SPR分子互作儀當入射光束在特定角度照射金屬薄膜時，可激發金屬表面的自由電子集體振蕩，形成等離子體波。此過程僅在滿足一定的動量匹配條件下發生，導致反射光強度出現顯著下降的暗帶。等離子體激發的條件取決于入射光的波長、入射角以及金屬表面介質的折射率。當目標分子結合到傳感表面時，局部折射率的微小變化會使共振角或共振波長發生位移，這一位移即為檢測信號。
SPR分子互作儀的組成：
1.光源與光路系統
提供穩定的單色或寬帶光束，經過準直、偏振控制后進入檢測區域。光路設計旨在減少漫散射和背景噪聲，保證入射光的均勻性。
2.金屬薄膜傳感芯片
通常采用金或銀薄膜沉積在透明基底上，形成均勻的金屬層。芯片表面可通過化學修飾引入官能團，以實現配體的穩定固定。
3.流體處理與樣品注入模塊
包含微孔泵、混合器和切換閥，能夠精準控制緩沖液、樣品以及再生液的流速和切換時序。流道材料兼容生物樣品，且易于清洗。
4.檢測器與數據采集單元
使用光電二極管陣列或CCD捕獲反射光的空間分布，實時轉換為電信號并送至采集卡。采集頻率足夠高以捕捉快速的結合動態。
5.溫度與環境控制系統
通過熱電冷卻或加熱模塊維持檢測區域恒溫，同時防止振動和氣流干擾，以確保測量的重復性和穩定性。
工作流程：
1.芯片功能化與配體固定
先進行表面活化（如硅烷化或羧基引入），再通過偶聯反應將目標配體（抗體、受體等）共價鍵合于金屬層上。此步驟決定了后續檢測的特異性和密度。
2.樣品制備與稀釋
待測樣品按照實驗需求進行緩沖液稀釋，去除可能產生非特異吸附的雜質，并調節pH和離子強度以維持分子構象。
3.注入過程與相互作用監測
將樣品注入流道，此時分子與表面配體發生結合，導致折射率變化和共振角位移。儀器連續記錄信號曲線，得到結合階段的響應。
4.溶解與再生步驟
結合完成后，使用適當的再生緩沖液（如低pH、高鹽或含有競爭劑的溶液）使復合物解離，恢復傳感表面以便進行下一輪檢測。
5.數據記錄與初步處理
原始曲線經過去漂移、基線校正和噪聲過濾后，可進一步擬合得到關聯速率常數、解離速率常數和平衡解離常數，為后續分析提供定量依據。
SPR分子互作儀的應用領域：
1.蛋白質與核酸結合研究
考察轉錄因子與DNA片段、酶與底物或抑制劑之間的親和力，幫助闡明調控機制和催化途徑。
2.小分子藥物篩選
在文庫規模上快速評估小分子與目標蛋白的相互作用，為先導化合物的發現提供高通量平臺。
3.抗體與抗原親和力測定
測定單克隆抗體或血清中抗體對特定抗原的結合強度，支持疫苗研發和治療性抗體的優化。
4.膜蛋白與納米顆粒互作
借助適當的捕獲策略研究膜受體與肽、藥物或病毒顆粒的結合，揭示細胞信號和入侵過程。
5.臨床診斷與生物傳感
建立基于SPR的生物標志物檢測方法，實現對癌癥標志物、炎癥因子或病原體酸的快速靈敏檢測。
